Τι είναι η Latent Heat Transfer;

Οι μεταβάσεις μεταξύ των στερεών, υγρών και αερίων φάσεων ενός υλικού περιλαμβάνουν μεγάλες ποσότητες ενέργειας. Η ενέργεια που απαιτείται για τη μετάβαση είναι γνωστή ως λανθάνουσα μεταφορά θερμότητας. Πρόσφατα, οι ερευνητές εναλλακτικής ενέργειας εξέτασαν τρόπους με τους οποίους αυτή η λανθάνουσα μεταφορά θερμότητας μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την αποθήκευση ενέργειας έως ότου χρειαστεί. Για παράδειγμα, μία μελέτη του Υπουργείου Ενέργειας (DOE) εξετάζει εάν η συγκεντρωμένη ηλιακή ενέργεια θα μπορούσε να χρησιμοποιήσει λιωμένο αλάτι για αποθήκευση θερμικής ενέργειας.

Όταν δύο ουσίες με διαφορετικές θερμοκρασίες έρχονται σε επαφή μεταξύ τους, η ουσία με την υψηλότερη θερμοκρασία μεταφέρει θερμότητα στο ουσία με τη χαμηλότερη θερμοκρασία σε μια διαδικασία που ονομάζεται "λογική μεταφορά θερμότητας". Για παράδειγμα, όταν ο ήλιος δύει, ο αέρας γίνεται πιο κρύος και γίνεται πιο κρύος από τον έδαφος. Το έδαφος μεταφέρει μέρος της θερμότητας του στον αέρα προκαλώντας το έδαφος να γίνει πιο κρύο και τον αέρα να ζεσταθεί.

Στο σημείο όπου μία από τις ουσίες είναι έτοιμη να αλλάξει κατάσταση ή φάσεις (στερεό σε υγρό, υγρό σε αέριο, κλπ), η θερμότητα μεταφέρεται από τη μία ουσία χωρίς αντίστοιχη μεταβολή της θερμοκρασίας στην άλλη ουσία. Αυτή η διαδικασία έκδοσης ή απορρόφησης θερμότητας χωρίς αλλαγή θερμοκρασίας είναι γνωστή ως "λανθάνουσα μεταφορά θερμότητας".

Η ποσότητα θερμότητας που πρέπει να προστεθεί σε ένα υγρό για να το αλλάξει σε αέριο (δηλαδή νερό σε ατμό) ονομάζεται "λανθάνουσα θερμότητα εξάτμισης", ενώ η Η ποσότητα θερμότητας που πρέπει να προστεθεί σε ένα στερεό για να την αλλάξει σε υγρό (πάγος σε νερό) είναι η "λανθάνουσα θερμότητα σύντηξης". Η ποσότητα ενέργειας που πρέπει να προστεθεί η αλλαγή της φάσης ενός γραμμαρίου μιας ουσίας είναι πολύ μεγαλύτερη από την ενέργεια που απαιτείται για την αύξηση της θερμοκρασίας ενός γραμμαρίου της ίδιας ουσίας κατά έναν βαθμό Κελσίου. Η ενέργεια που απαιτείται για την αύξηση ενός γραμμαρίου ενός βαθμού ονομάζεται «ειδική θερμότητα» της ουσίας. Το νερό έχει ειδική θερμότητα 1 θερμίδων / γραμμάριο ° C και θερμότητα σύντηξης 79,7 θερμ / γραμμάριο.

Η ενέργεια δεν χάνεται κατά τη λανθάνουσα μεταφορά θερμότητας. Για παράδειγμα, η τήξη του πάγου προκαλεί την απορρόφηση λανθάνουσας θερμότητας. Πότε το νερό παγώνει, η λανθάνουσα θερμότητα απελευθερώνεται. Ομοίως, όταν το νερό εξατμίζεται, απορροφά ενέργεια, αλλά όταν το νερό συμπυκνώνεται, η ενέργεια απελευθερώνεται.

Πολλές εναλλακτικές πηγές ενέργειας είναι περιορισμένες επειδή δεν μπορούν να παρέχουν συνεχή παραγωγή ενέργειας. Οι ηλιακές γεννήτριες παράγουν μόνο όταν ο ήλιος λάμπει και οι ανεμογεννήτριες λειτουργούν προφανώς μόνο όταν φυσά ο άνεμος. Αυτό οδήγησε σε αυξημένη έρευνα για χαμηλού κόστους και αποτελεσματικούς τρόπους αποθήκευσης της ενέργειας μέχρι απαιτείται (για παράδειγμα, για την αποθήκευση υπερβολικού ηλιακού ηλεκτρισμού που παράγεται σε μια ηλιόλουστη ημέρα για χρήση κατά τη διάρκεια του Νύχτα).
Τα συστήματα λανθάνουσας θερμικής θερμικής ενέργειας (LHTES) θα μπορούσαν να αποθηκεύουν και να αποβάλλουν μεγάλες ποσότητες ενέργειας καθώς οι ουσίες λιώνουν και στερεοποιούνται. Απαιτείται πρόσθετη έρευνα για να αποφασιστεί ποια υλικά έχουν τα σωστά χαρακτηριστικά που θα μπορούσαν να επιτρέψουν στα πάντα, από αυτοκίνητα έως εργοστάσια να χρησιμοποιούν αποτελεσματικά τη λανθάνουσα μεταφορά θερμότητας.